Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
CHƯƠNG 12
MẠNG CỤC BỘ (LAN: LOCAL AREA NETWORKS)
Mạng LAN là hệ thống thông tin dữ liệu cho phép nhiều thiết bị độc lập thông tin trực
tiếp lẫn nhau trong một vùng địa lý giới hạn.
Kiến trúc mạng LAN gồm 4 dạng chính:
 Ethernet chuẩn IEEE.
 Token Bus chuẩn IEEE.
 Token Ring chuẩn IEEE.
 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) chuẩn ANSI.
LAN dùng giao thức (protocol) trên nền HDLC. Tuy nhiên, tùy công nghệ mà có các yêu
cầu chuyên biệt (thí dụ công nghệ mạng vòng thì không giống như trường hợp mạng sao, v,
v...) nên nhất thiết có các giao thức khác nhau cho từng ứng dụng cụ thể.
12.1 ĐỀ ÁN 802 (PROJECT 802)
Năm 1985, Ban Computer của IEEE bắt đầu một đề án, PROJECT 802 nhằm thiết lập các
chuẩn cho phép thông tin qua lại giữa các thiết bị từ nhiều nguồn gốc sản xuất khác nhau.
Chuẩn này không nhằm mục đích thay thế bất kỳ phần nào của mô hình OSI mà chỉ nhằm cung
cấp phương tiện chuyên biệt hóa các chức năng của lớp vật lý, lớp kết nối dữ liệu, và tiến dần
đến lớp mạng nhằm cho phép kết nối liên mạng với các giao thức mạng LAN khác nhau.
Năm 1985, Ủy ban Computer của IEEE phát triển Project 802. Bước đầu nhằm vào hai
lớp của mô hình OSI và một phần của lớp thứ ba.
Quan hệ giữa Project 802 và mô hình mạng OSI: chia lớp kết nối dữ liệu thành hai lớp
con: điều khiển kết nối luận lý (LLC: logical link control) và điều khiển môi trường truy xuất
(MAC: medium access control).
Lớp con LLC không có kiến trúc đặc thù; điều này tương tự như hầu hết các mạng LAN
dùng chuẩn IEEE. Lớp con chứa một số các modun phân biệt, mỗi modun mang các thông tin
chuyên biệt riêng cho từng ứng dụng LAN.
Hình 12.1
Project 802 chia lớp kết nối dữ liệu thành hai lớp con khác nhau: LLC điều khiển kết nối
luận lý và MAC kiểm soát môi trường truy xuất.
Ngoài hai lớp con này, Project còn chứa một phần nhằm quản lý kết nối Internet, cho

phép tương thích của các dạng LAN và MAN khác nhau về giao thức và trao đổi dữ liệu.
Sức mạnh của Project 802 là tính modun. Khi chia các chức năng quản lý của mạng LAN,
người thiết kế có thể chuẩn hóa các chức năng tổng quát và chuyên biệt hóa các chức năng còn
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 45
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
lại. Mỗi phân lớp được xác định bởi các số: 802.1 (kết nối liên mạng), 802.2 (LLC) và 802.3
(MAC: CSMA/CD); 802.4 (Token Bus); 802.5 (Token Ring) và các phân lớp khác.

Hình 12.2
IEEE 802.1
Phần của Project 802.1 nhằm kết nối liên mạng LAN và MAN, tuy chưa hoàn chỉnh
nhưng chuẩn này nhằm giải quyết việc tương thích giữa các kiến trúc mạng mà không cần phải
thay đổi các yếu tố hiện hữu như các địa chỉ, truy cập va cơ chế khắc phục lỗi
IEEE 802.1 là chuẩn kết nối liên mạng dùng cho LAN
LLC
Thông thường, mô hình project 802 dùng kiến trúc khung HDLC rồi chia thành hai tập
hàm. Tập một chứa đựng phần người dùng sau cùng (end-user) của khung như: địa chỉ luận lý,
thông tin về điều khiển, và dữ liệu. Các hàm này thuộc IEEE 802.2 logic link control protocol
(LLC). LLC được xem là phần trên của lớp liên kết dữ liệu IEEE 802 và dùng cho các protocol
của mạng LAN
IEEE 802.2 logic link control protocol (LLC) là phần mạng con phía trên của lớp kết nối
dữ liệu.
MAC
Tập hàm thứ hai, là lớp con điều khiển môi trường truy xuất (MAC: medium access
control), giải quyết về yếu tố tranh chấp của môi trường được chia xẻ. Chứa các đặc tính về
đồng bộ, cờ, lưu lượng và kiểm soát lỗi cần cho việc di chuyển thông tin từ nơi này đến nới
khác, cũng như địa chỉ vật lý của trạm nhận kế tiếp và chuyển đường (route) cho gói (packet).
Các giao thức MAC được chuyên biệt cho từng dạng mạng LAN (Ethernet, Token ring, và
Token bus, v.v,...)
Lớp con MAC là lớp con phía dưới của lớp kết nối dữ liệu.

Protocol Data Unit (PDU): Đơn vị giao thức dữ liệu
Đơn vị dữ liệu của mức LLC được gọi là PDU, chứa 4 trường quen thuộc của HDLC là:
 Điểm truy cập dịch vụ đích (DSAP: destination service access point).
 Điểm truy cập dịch vụ nguồn (SSAP: source service access point).
 Trường điều khiển.
 Trường thông tin.
DSPA và SSPA
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 46
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
DSAP và SSAP là các địa chỉ được LLC dùng để nhận dạng giao thức được dùng trong
phần phát và phần thu để tạo và nhận dữ liệu. Bit đầu của DSAP cho biết khung là đơn hay
nhóm. Bit đầu của SSAP chỉ cho biết thông tin là lệnh hay đáp ứng của PDU.

Hình 12.3
Điều khiển
Trường điều khiển của PDU thì giống các trường điều khiển trong HDLC, như thế các
khung của PDU có thể là khung I, khung S, hay khung U và hoạt động với các code và thông
tin tương ứng với các khung của HDLC.

Hình 12.4
PDU không có trường flags, không CRC, và cũng không có địa chỉ trạm, các trường này
được thêm vào ở phần cuối của lớp con thứ 2 (lớp MAC)
12.2 ETHERNET
IEEE 802.3 hỗ trợ chuẩn LAN do Xerox đề ra đầu tiên và sau đó được mở rộng nhờ một
liên doanh giữa Digital Equipment Corporation, Intel Corporation và Xerox. Chuẩn này được
gọi là Ethernet.
IEEE 802.3 định nghĩa hai hạng mục: baseband và broadband. Từ base chỉ rằng tín hiệu
số (trường hợp này là phương pháp mã hóa Manschester). Từ broad chỉ tín hiệu analog (trường
hợp này là phương pháp điều chế PSK). IEEE chia các hạng mục baseband thành 5 chuẩn khác
nhau: 10Base5, 10Base2, 10Base-T, 1Base5 và 100Base-T. Các số đầu (10, 1, và 100) cho biết

tốc độ dữ liệu theo Mbps. Các số cuối (5, 2, 1 hay T) cho biết chiều dài cáp tối đa hay dạng cáp.
IEEE chỉ định nghĩa một đặc trưng cho broadband: 10Broad36. Số 10 cho biết tốc độ dữ liệu,
số cuối định nghĩa chiều dài tối đa của cáp. Tuy nhiên cự ly này có thể thay đổi nhờ các thiết bị
hỗ trợ kết nối như router hay repeater.
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 47
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
Hình 12.5
Phương thức truy cập: CSMA/CD (phát hiện xung đột)
Khi có nhiều người dùng truy cập vào trong một đường dây, xuất hiện khả năng trùng lặp
và phá hủy thông tin. Các va chạm này, làm cho tín hiệu trở thành nhiễu và được gọi là xung
đột, càng nhiều truy cập thì khả năng va chạm này càng lớn. Như thế, cần có một cơ chế trong
mạng LAN nhằm điều hòa lưu thông, giảm thiểu xung đột và tối đa hóa số khung có thể truyền
thành công. Cơ chế truy cập này gọi là carrrier sense multiple access with collision detection
(CSMA/CD, chuẩn trong IEEE 802.3)
CSMA/CD là kết quả của sự phát triển từ chuẩn đa truy cập (multiple access: MA) thành
carrier sense multiple access (CSMA) và cuối cùng thành CSMA/CD. Thiết kế đầu tiên là
phương pháp đa truy cập theo đó mỗi worstation có đồng quyền truy xuất kết nối. Trong MA
thì chưa trù tính đến trường hợp điều hòa lưu thông, nên có khả năng xuất hiện xung đột trên
đường truyền.
Trong CSMA, các thiết bị muốn chuyển thông tin phải trước hết lắng nghe xem tồn tại của
việc lưu thông trên đường dây, bằng cách kiểm tra điện áp trên đường dây. Nếu không phát
hiện ra điện áp, thì đường dây được xem là trống và có thể khởi đầu truyền tin. CSMA chỉ giảm
thiểu nhưng không thể loại bỏ được xung đột. Xung đột vẫn tiếp tục xuất hiện.
Hình 12.6
Bước cuối cùng là phát hiện xung đột (CD). Trong hệ CSMA/CD, trạm muốn truyền tin
phải lắng nghe trước và chắc chắn là kết nối là trống, rồi mới chuyển tin, rồi lại tiếp tục nghe .
Trong quá trình truyền tin, trạm kiểm tra đường dây để phát hiện xung đột thông qua các điện
áp rất cao do xung đột tạo ra, Nếu phát hiện được xung đột, trạm ngừng bản tin đang truyền và
chờ đợi tiếp trong một thời gian nhất định để đường dây được trống, để lại gởi đi tiếp.
Định địa chỉ

Mỗi trạm trên mạng Ethernet (như máy tính, trạm hay máy in, ...) đều có riêng một card
giao tiếp mạng (NIC: network interface card). Các card này thường được đặt bên trong trạm
dùng địa chỉ vật lý gồm sáu byte. Số trong NIC là duy nhất.
CÁC ĐẶC TÍNH VỀ ĐIỆN
- Sinaling
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 48
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
Hệ baseband dùng phương pháp mã hóa Manchester. Có một hệ broadband 10Broad36
dùng phương pháp chuyển đổi số/tương tự (PSK).
Tốc độ dữ liệu
Các mạng LAN Ethernet có thể hỗ trợ tốc độ dữ liệu giữa 1 và 100 Mbps
FORMAT KHUNG
IEEE 802.3 đặc trưng một dạng khung chứa 7 trường: phần đầu, SFD, DA, SA, độ
dài/dạng của PDU, khung 802.2 và CRC. Ethernet không cung cấp cơ chế về frame xác nhận.
Phần xác nhận phải được thêm vào trong các lớp cao hơn.

Hình 12.7
Phần mở đầu:
Phần này chứa 7 byte (56 bit) gồm các bit 1 và 0 liên tiếp nhằm cảnh báo với máy thu là
có khung đến và cho phép đồng bộ với khung này. Mẫu 1010101 chỉ cung cấp cảnh báo và
xung định thời. HDLC kết hợp tín hiệu cảnh báo, định thời, và tín hiệu bắt đầu đồng bộ trong
một trường duy nhất: trường flag. IEEE 802.3 chia ba chức năng này vào trong phần mở đầu và
trường thứ hai SDF
Start frame delimiter (SFD): giới hạn khung start; trường thứ hai (một byte: 10101011) của
khung tín hiệu 802.3 cho máy thu biết là phần phía tiếp sau là dữ liệu, bắt đầu bằng các
địa chỉ.
Địa chỉ đến (DA: Destination Address) gồm 6 byte và chứa các địa chỉ vật lý đích kế tiếp của
gói. Địa chỉ vật lý của hệ thống là nhóm các bit được mã hóa trong card giao diện mạng
NIC. Nếu gói phải đi xuyên qua mạng LAN để đến đích, thì trường DA chứa địa chỉ vật
lý của router đang kết nối với mạng để chuyển sang mạng khác. Khi gói đã đi đến mạng

đích, thì trường DA chứa địa chỉ vật lý của thiết bị cần đến.
Địa chỉ nguồn (SA: Source Address) là trường gồm 6 byte và chứa địa chỉ vật lý của thiết bị
mà gói vừa đi qua. Thiết bị này có thể là trạm phát hay là router gần nhất để nhận và
chuyển tiếp gói đi
Chiều dài/dạng của PDU. Hai byte kế này cho biết số byte trong PDU sắp tới. Nếu chiều dài
của PDU là không đổi thì trường này có thể dùng để chỉ dạng của PDU, hay là cơ sở của
protocol khác. Thí dụ Novell và Internet dùng trường này để nhận dạng protocol của lớp
mạng có dùng PDU.
Khung 802.2 (PDU). Trường này chứa toàn bộ các khung của 802.2 như là đơn vị modun, di
chuyển được. PDU có thể nằm trong khoảng từ 46 đến 1500 byte, tùy theo dạng khung và
chiều dài của trường mạng thông tin. PDU được tạo ra bởi lớp con LLC, rồi kết nối với
khung 802.3
CRC. Trường cuối cùng chứa các thông tin về phát hiện lỗi, trường hợp này là CRC-32.
THIẾT LẬP MẠNG
Trọng tâm của IEEE 802 là lớp kết nối dữ liệu của mô hình OSI, nhưng mô hình 802
cũng còn định nghĩa một số đặc tính vật lý của mỗi protocol định nghĩa trong lớp con MAC.
Trong chuẩn 802.3 thì IEEE định nghĩa dạng cáp, phương thức nối, và tín hiệu dùng trong 5
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 49
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
dạng thiết lập mạng Ethernet khác nhau. Tất cả các mạng LAN Ethernet đều được cấu hình theo
dạng bus luận lý, cho dù chúng có thể được thiết lập theo cấu hình bus hay sao. Mỗi frame
được chuyển đến mọi trạm trong mạng nhưng chỉ có trạm đúng địa chỉ là đọc được.
10BASE5: Ethernet dày (thick ethernet)
Chuẩn vật lý đầu tiên của mô hình IEEE 802.3 được gọi là 10BASE5: Thick Ethernet hay
Thicknet (mạng dày). Tên này xuất phát từ kích cở của cáp. 10BASE5 có cấu trúc dạng bus
dùng baseband và có cự ly tối đa là 500 mét.
Có thể nới rộng cự ly dùng các thiết bị kết nối như router hay cầu (bridge). Trong mạng
thicknet thì mạng cục bộ có thể chia thành các phân đoạn dùng các thiết bị kết nối.
Trường hợp này thì chiều dài cho phép mỗi phân đoạn là 500 mét. Tuy nhiên nhằm tránh
xung đột có thể xảy ra thì chiều dài bus thường không quá 2500 mét (5 phân đoạn). Đồng thời,

chuẩn cũng yêu cầu mỗi trạm phải cách trạm kế ít nhất là 2,5 mét (200 trạm cho mỗi phân đoạn
và tổng số 1000 trạm).
Các đầu nối cáp và cáp dùng trong 10BASE5 là cáp đồng trục, NIC, bộ thu/phát, và cáp
AUI (attachment unit interface)

Hình 12.8
Cáp RG-8 là chuẩn cáp được dùng làm backbone trong chuẩn IEEE 802.3
Bộ thu/phát thực hiện chức năng CSMA/CD thông qua việc kiểm tra các điện áp và
xung đột trên mạng.
Cáp AUI: attachment unit interface, còn gọi là cáp truyền. Dùng cáp 15 dây để thực hiện
chức năng giao diện với lớp vật lý giữa trạm và máy phát

Hình 12.9
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 50
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
Transceiver tap

Hình 12.10
10BASE2: Thin Ethernet (Ethernet mỏng) còn gọi là Thinnet, cheapnet, cheapernet và
thinwire Ethernet) cung cấp dạng mạng rẻ hơn với cùng tốc độ truyền dữ liệu. Mạng dùng cấu
trúc bus, ưu điểm lớn nhất là giảm chi phí thiết lập do dùng cáp nhẹ hơn và mềm dẽo hơn so
với Thicknet. Yếu điểm là cự ly ngắn hơn (185 mét so với 500 mét) và dung lượng thấp hơn.
Khi có ít người dùng thì phương án 10BASE2 là một lựa chọn tốt.
Kiến trúc vật lý của mạng này gồm: đầu nối và cáp, cáp mỏng đồng trục, các đầu nối
BNC-T. Trong hệ thống này không dùng mạch thu phát, và transceiver tap được thay bằng các
đầu nối để chia trực tiếp các trạm bằng cáp, giảm nhu cầu về cáp AUI.
NIC: trong mạng này thì ngoài chức năng thông thường , NIC còn đảm nhận transceiver
(tức là còn có chức năng kiểm tra điện áp trong mạng)
Cáp đồng trục nhẹ: dùng RG- 58
BNC-T: Bộ kết nối dùng dạng T với ba port: một cho NIC, và còn lại cho các ngõ vào và

ngõ ra.
Hình 12.11
10BASE-T: Twisted –Pair Ethernet:
Đây là chuẩn thông dụng nhất trong IEEE 802.3, là mạng LAN dùng cấu hình sao và các
dây dẫn (UTP unshielded twisted pair) thay vì cáp đồng trục. Mạng hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên
đến 10Mbps với chiều dài tối đa là 100 mét.
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 51
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ

Hình 12.12
Thay vì dùng các trạm thu phát riêng, mạng gom tất cả vào trong một hub thông minh với
các port cho từng trạm, dùng cáp nối RJ-45 (dạng eight-wire unshielded twisted pair cable). Bộ
NIC cho phép các trạm đúng địa chỉ đọc các khung gởi đến cho mình.
1BASE5: Star-LAN là sản phẩm của AT&T và ngày càng ít được dùng do mạng có tốc
độ chậm chỉ đạt 1Mbps, tức là 10 lần bé hơn các dạng mạng đã nói trên. Dùng dạng kết nối
daisy chaining nối đuôi nhau (10 thiết bị)

Hình 12.13
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 52
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
12.3 CÁC MẠNG ETHERNET KHÁC
Trong thập niên vừa qua, có nhiều bước phát triển quan trọng trong mạng Ethernet. Nhiều
sơ đồ đã được thực hiện nhằm cải thiện tính năng và tốc độ của mạng Ethernet, trong đó:
Switched Ethernet, Fast Ethernet, và Gigabit Ethernet.
Switched Ethernet nhằm cải thiện tính năng của 10Base-T và là mạng chia sẻ môi
trường (shared media), tức là toàn môi trường đều hoạt động trong mỗi lần truyền dẫn. Điều
này là do tuy mạng có kiến trúc dạng sao nhưng lại là bus về mặt vật lý. Khi một trạm gởi một
frame đến hub thì frame này được gởi mọi port và tất cả các trạm đều nhận được, chỉ có một
trạm là được phép gởi mà thôi, nếu hai trạm cùng gởi thì sẽ có xung đột.
Hình 12.14

Trạm A gởi frame đến trạm E, hub nhận được và gởi đến tất cả các trạm khác, trạm gởi sẽ
dùng hết khả năng truyền 10Mbps; nhưng có một trạm được phép gởi đi mà thôi.
Tuy nhiên, khi thay hub bằng một chuyển mạch là thiết bị có thể nhận ra địa chỉ nơi nhận
để chuyển thông tin đến đó, không đòi hỏi mọi trạm phải cùng hoạt động, như thế trạm chuyển
mạch có thể nhận thêm thông tin khác để chuyển đến địa chỉ mới và về mặt lý thuyết thì không
thể xuất hiện xung đột.
Khi dùng trạm chuyển mạch thay vì hub thì về mặt lý thuyết, ta có thể tăng dung lượng
mạng với N thiết bị lên đến Nx10Mbps do mạng 10Base-T dùng dây đôi UTP cho thông tin
full-duplex.
Hình 12.15
FAST ETHERNET
Các ứng dụng mới như CAD, xử lý ảnh, và audio, video trong thời gian thực đã được
thiết lập trên các mạng LAN, từ đó có yêu cầu mạng LAN phải hoạt động với tốc độ cao hơn
10Mbps. Fast Ethernet hoạt động với tốc độ lên đến 100Mbps.
Điều may mắn là để tăng tốc độ hoạt động của Ethernet dễ nhất là giảm vùng xung đột.
Miền xung đột của Ethernet được giới hạn ở 2500mét. Đây là giới hạn cần thiết để tốc độ
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 53
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
truyền dữ liệu 10Mbps với phương pháp CSMA/CD. Để CSMA/CD hoạt động thì trạm phải có
khả năng dò được xung đột trước khi toàn frame được gởi đi trong mạng. Nếu toàn frame được
gởi đi mà không phát hiện ra xung đột thì trạm giả sử là mọi thứ đều tốt và hủy bản sao của
frame đi và gởi frame mới đi.
Kích thước tối thiểu của một frame Ethernet là 72 byte hay 567 bit. Để gởi 567 bit với tốc
độ truyền là 10Mbps thì cần 57, 6 micro giây (567 bit/10Mbps=57,6). Trước khi gởi đi bit cuối
cùng thì bit đầu tiên phải đến được phần cuối của miền xung độtvà nếu có xung đột thì bộ dò
phải phát hiện ra được. Điều này tức là trong thời gian truyền 567 bit đi thì bộ dò phải phát hiện
được xung đột, hay xung đột phải được phát hiện trong thời gian 57,5 micrô giây. Thời gian
này đủ để tín hiệu đi được 5000 mét trong môi trường truyền thông thường thí dụ như dây xoắn
đôi.
Để có thể tăng tốc độ truyền mà không phải thay đổi kích thước tối thiểu của frame thì

phải giảm thời gian đi một hết vòng. Với tốc độ 100Mbps, thì thời gian này còn 5,76 micrô giây
(576/100Mbps). Tức là vùng xung đột phải giảm đi 10 lần, từ 2500 mét xuống còn 250 mét.
Điều này không có vấn đề gì do hiện nay việc kết nối các máy tính để bàn (desktop) thường
không quá 50 hay 100 mét quanh hub trung tâm. Như thế vùng xung đột chỉ còn trong khoảng
từ 100 đến 200 mét.
Fast Ethernet là phiên bản của Ethernet vối tốc độ truyền 100 Mbps và không thay đổi
format của frame. Chỉ có thay đổi trong lớp MAC là tốc độ truyền dự liệu và vùng xung đột.
Tốc độ truyền tăng 10 lần và vùng xung đột giảm đi 10 lần.
Trong lớp vật lý, các đặc trưng của Fast Ethernet là cấu hình mạng hình sao tương tự
10Base-T, tuy nhiên, để tương thích được lớp vật lý với nhiều nguồn tài nguyên thì IEEE đã
thiết kế hai hạng mục cho Fast Ethernet là: 100Base-X và 100Base-T4. Mục đầu tiên dùng hai
cáp giữa trạm và hub, và hạng mục thứ hai dùng bốn cáp. 100Base-X tự chia ra thành hai dạng:
100Base-TX và 100Base-FX

Hình 12.16
100Base-TX: Thiết kế dùng hai chuẩn cáp: 2 đôi cáp xoắn không bọc giáp lọai (UTP:
unshielded twisted pair ) hay hai đôi cáp xoắn có bọc (STP: two shielded twisted pair). Một cặp
được dùng để mạng các frame từ trạm đến hub và cặp còn lại thì mạng frame từ hub đến trạm.
Mã hóa dùng 4B/5B để hoạt động được ở 100Mbps; signaling dùng NRZ-I. Cự ly hoạt động
nhỏ hơn 100 mét
Hình 12.17
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 54
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
100Base-FX: thiết kế dùng hai sợi cáp quang, một để mạng frame từ trạm đến hub và sợi
còn lại thì từ hub đến trạm. Encoding dùng 4B/5B và signaling dùng NRZ-I. Cự ly từ trạm đến
hub không lớn hơn 2.000 mét.
Hình 12.18
100Base-T4: Thiết kế nhằm tránh nối dây lại (rewiring). Cần 3-5cặp dây theo chuẩn 3
(voice grade) UTP lọai 4, thường dùng cho cáp điện thoại thông thường. Hai trong bốn cặp thì
vận hành theo hai chiều, hai còn lại thì chỉ dùng một chiều. Tức là, trong mỗi chiều, ba cặp dây

được dùng mạng dữ liệu trong cùng một lúc. Do cáp thoại thông thường không truyền nổi tốc
độ 100Mbps, nên tiêu chuẩn này chia dữ liệu thành 3 dòng 33,66 Mbps. Nhằm giảm baud rate,
thì dùng một phương pháp gọi là 8B/6T (eight binary/six ternary) nhằm truyền mỗi block 8 bit
trong 6 baud với 3 mức điện áp (dương, zero và âm)
Transmit
b. Use of four UTP pairs c. Example of 8B/6T encoding
Receive
00001010
- -
+ +0 0
Hình 12.19
GIGABIT ETHERNET
Yêu cầu thay đổi tốc độ từ 10 Mbps lên 100Mbps làm ủy ban IEEE 802.3 thiết kế Gigabit
Ethernet với tốc độ truyền lên đến 1.000 Mbps hay 1Gbps. Chiến lược giống như trước; lớp
MAC và phương thức truy cập không đổi, nhưng vùng xung đột thì giảm đi. Lớp vật lý – môi
trường truyền và hệ thống mã hóa đề thay đổi. Gigabit Ethernet được thiết kế chủ yếu cho cáp
quang, tuy nhiên protocol thì không hạn chế cáp xoắn đôi. Giagabit Ethernet thường được dùng
làm backbone cho mạng Fast Ethernet.

Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 55
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
Hình 12.20
Có 4 thiết kế dùng cho Giga Ethernet là: 1000Base-LX, 1000Base-SX, 1000Base-CX và
1000Base-T. Mã hóa dùng 8B/10, tức là từng nhóm 8 bit được nhóm thành nhóm 10 bit.
Feature 1000Base-SX 1000Base-LX 1000Base-CX 1000Base-T
Medium Optical fiber
(multimode)
Optical fiber (multi or
single mode)
STP UTP

Signal Short-wave laser Long-wave laser Electrical Electrical
Max distance 550 m 550 m (multimode)
5000 m (single mode)
25 m 25 m
3. TOKEN BUS
Mạng cục bộ có các ứng dụng trực tiếp trong xí nghiệp sản xuất tự động và điều khiển
quá trình, trong đó các nút là các máy tính điều khiển quá trình sản xuất. Trong dạng ứng dụng
này, yêu cầu quan trọng là quá trình xử lý trong thời gian thực và thời gian trể là bé nhất. Quá
trình xử lý cần có cùng tốc độ trong khi mà các đối tượng lại di chuyển trong dây chuyền sản
xuất. Ethernet (IEEE 802.3) không phải là một giao thức thích hợp cho mục đích này do xuất
hiện nhiều xung đột không tiền định và thời gian trể của bản tin gởi từ trung tâm điều khiển đến
các máy tính dọc theo dây chuyền cũng không có cùng thời gian trể. Token Ring (IEEE 802.5)
cũng chưa phải là một giao thức thích hợp do cấu trúc của dây chuyền sản xuất thường có dạng
bus chứ không phải là dạng vòng.Token Bus (IEEE 802.4) phối hợp các tính năng của
Ethernet và vòng Token. Chuẩn này dùng cấu hình vật lý của Ethernet (cấu trúc bus) với khả
năng không bị xung đột của vòng Token (dùng thời gian trể định trước được). Token Bus là
dạng bus vật lý vận hành như một vòng luận lý dùng Token.
Các trạm được tổ chức về mặt luận lý như một vòng. Một Token được treuỳ6n qua các
trạm. Nếu một trạm cần truyền dữ liệu, thì cần phải đợi cho đến khi bắt giử được Token, tuy
nhiên, các trạm lại thông tin với nhau qua một bus chung như trong trường hợp của Ethernet.
Token bus được giới hạn trong tự động hóa xí nghiệp và điều khiển quá trình và chưa
được ứng dụng thương mại vào thông tin số. Đồng thời, chi tiết về hoạt động của hệ thống này
rất phức tạp.
TOKEN RING
Mạng này dùng cơ chế tương tự như Ethernet là CSMA/CD nên có thể bị lỗi và xung đột.
Các trạm có thể phải cố gởi dữ liệu đi nhiều lần trước khi có thể đưa được thông tin vào mạng.
Điều này tạo nên các thời gian trì hoản với thời gian chưa lường trước được và làm cho giao
thông trở nên nặng nề. Chưa có phương pháp nào để dự báo được xung đột xuất hiện khi nào
hay thời gian trể tạo nên do nhiều trạm đề cố gởi tin đi cùng một lúc.
Vòng Token giải quyết bài toán này bằng cách yêu cầu các trạm lần lượt gởi dữ liệu. Mỗi

trạm chỉ có thể gởi tin khi đến lượt của mình và chỉ có thể gởi đi một frame. Cơ chế điều phối
hoạt động này gọi là Token passing. Token là một frame được luân chuyển vòng qua các trạm.
Mỗi trạm chỉ có thể gởi tin khi đã sở hữu được Token.
Token Vòng cho phép mỗi trạm lần lượt được gởi các bản tin
Phương pháp truy cập: Token passing
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 56
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ

Hình 12.21
Thông thường, khi Token đã được thả ra thì trạm kế trong vòng cùng dữ liệu đóng vai trò
chịu trách nhiệm về vòng. Tuy nhiên, theo mô hình IEEE 802.5, thì còn có khả năng khác.
Token đang giữ có thể được dành cho môt trạm đang chờ gởi tin bất chấp vị trí của traạm trong
vòng. Mỗi trạm có mã ưu tiên riêng, khi Token đi qua, trạm đang chờ gởi tin có thể dành quyền
giử Token bằng cách nhập mã số ưu tiên của mình vào trường điều khiển truy xuất (AC: access
control field) của Token hay vào frame dữ liệu (sẽ thảo luận sau). Trạm có mức ưu tiên cao có
thể loại quyền của mức ưu tiên thấp hơn và thay thế mình vào. Trong mạng với các trạm đồng
quyền, thì cơ chế phục vụ là đến trước, thì phục vụ trước. Nhờ cơ chế này, trạm đã đăng ký có
cơ hội gởi tin ngay khi Token trống.
Giới hạn về thời gian
Để cho lộ trình chuyển động được thì Token Ring qui định giới hạn thời gian sử dụng
quyền của các trạm. Một starting delimiter (trường đầu tiên của Token hay của data frame) phải
đến mỗi trạm trong một khoảng thời gian qui định (thường là 10 mili giây). Nói cách khác, thì
mỗi trạm nhận được bản tin trong một thời khoảng nhất định.
Giám sát các trạm
Nhiều khó khăn có thể gây ảnh hưởng đến hoạt động của mạng vòng Token. Thí dụ một
trạm có thể quên không chuyển Token cho trạm kế, hay Token bị nhiễu hủy hoại. Nhằm giải
quyết vấn đề này, một trạm trong mạng được phân công làm giám sát trạm. Giám sát sẽ thiết
lập thời gian cho mỗi bước chuyển Token, nếu Token không xuất hiện theo đúng thời gian qui
định, thì giám sát xem là Token đã bị phá hủy và tạo ra Token mới rồi đưa vào mạng vòng.
Giám sát bảo vệ chống lại hiện tượng chạy vòng liện tục (perpetually recirculating) của frame

dữ liệu bằng cách thiết lập một bit trong trường AC của mỗi frame. Khi một frame đi qua, bộ
giám sát kiểm tra trường trạng thái (status). Nếu thấy bit trạng thái đã được thiết lập, thì giám
sát biết là gói đang chạy vòng quanh mạng và cần được loại bỏ. Giám sát sẻ hủy frame nay và
đưa Token mới vào trong mạng, nếu giám sát không đảm nhận được vai trò này, thì một trạm
khác, đóng vai trò dự phòng, sẽ tiếp tục công việc giám sát.
Định địa chỉ (addressing)
Token Ring dùng 6 byte địa chỉ, được in vào card NIC tương tự như địa chỉ Ethernet
Các đặc tính điện học
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 57
Bài giảng: Truyền số liệu Chương 12: Mạng cục bộ
Signaling
Token Ring dùng phương pháp mã hóa Manchester vi sai
Tốc độ dữ liệu
Token Ring hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên đến 16 Mbps (tốc độ nguyên thủy là 4 Mbps)
Format khung (frame format)
Giao thức Token Ring đặc trưng 3 dạng frame: dữ liệu/điều khiển, token, và abort. Token
và frame abort đều là dạng khung dữ liệu/ điều khiển rút gọn

Hình 12.22
Frame dữ liệu/điều khiển (Data/Command Frame)
Trong Token Ring, các frame data/command chỉ là một trong ba dạng frame có thể mạng
PDU và là frame duy nhất được định địa chỉ đến các đích. Frame này có thể mạng dữ liệu của
người dùng hay các lệnh quản lý. Chín trường của frame này là start delimiter (SD), đều khiển
truy cập (AC: Access Control), điều khiển khung (FC Frame Control), địa chỉ đích (DA:
Destination Address), địa chỉ nguồn (SA: Source Address), khung PDU 802.2, CRC, và end
delimiter (ED: End Delimiter), và frame trạng thái (FS: Frame Status)
Hình 12.23
 Start Delimiter (SD)
Trường đầu tiên của frame data/command, SD, dài 1 byte và được dùng để cảnh báo trạm
thu là có frame đến cũng như tạo đồng bộ. Trường này tương tự như trường flag của HDLC.

Hình vẽ trên format của SD. Các vi phạm J và K được tạo ra tại lớp vật lý và nằm trong mỗi
start delimiter để bảo đảm tính transparency của trường data. Theo cách này nhóm bit SD xuất
hiện trong trường dữ liệu không được xem là phần start của frame mới. Các vi phạm này được
tạo ra bằng cách thay đổi các mẫu mã hóa trong thời khoảng bit. Xin nhớ là trong mã
Manchester vi sai, mỗi bit có ahi transition, một tại lúc bắt đầu và một tại phần giữa. Trong
phần vi phạm J, hai transition này đều bị loại bỏ. Trong vi phạm K, các transition ở giữa bị loại
bỏ.
 Điều khiển truy cập (AC:Access Control )
Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng Trang 58